(57)【要約】【課題】ＬＣＤディスプレイ等に適した薄型の発光装置を提供すること。【解決手段】一実施形態において発光装置は、複数の隣り合って重なり合う実質的に透明な材料から形成された導光板と、複数の光源とを有する。各導光板は(i)第１及び第２の端部と(ii)光を透過させて放射するための１以上の実質的に透明な面と(iii)光を導光板の中へ方向転換するための１以上の反射面とを有する。第１の導光板と第２の導光板が隣り合っている場合、第１の導光板の第１の端部は(A)第２の導光板の第２の端部の下に突出し、(B)装置の主発光面の反対側に位置する。複数の光源は導光板の内側を照らすように導光板の第１の端部に光結合される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光装置(104)であって、
複数の隣り合って重なり合う実質的に透明な材料から形成された導光板(112,114)であって、各導光板(112,114)が(i)第１の端部(118)及び第２の端部(120)、(ii)光を透過させて放射するための１以上の実質的に透明な表面(132)、並びに(iii)光を導光板(114)の中へ方向転換するための１以上の反射面(128,130)を有し、前記第１の導光板(114)と前記第２の導光板(112)が隣り合っている場合に、前記第１の導光板(114)の第１の端部が、(A)前記第２の導光板(112)の第２の端部の下に突出し、且つ(B)装置(104)の主発光面(122,132)の反対側に位置するように構成された、複数の導光板(112,114)と、
前記導光板(112,114)の第１の端部(118,134)に光結合され、前記導光板(112,114)の内側を照らすように構成された複数の光源(148,150)と
からなる発光装置(104)。
【請求項２】
前記導光板(112,114)はそれぞれ、
前記装置(140)の前記主発光面(132)の実質的に反対側に位置する第１の反射面(128)と、
隣りの導光板(112)の下に突出し、該隣りの導光板(112)に接する第２の反射面(130)とを有する、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項３】
前記光源(148,150)はそれぞれ複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）(700)を有し、各発光ダイオードは楕円型の光強度空間分布を有し、長軸と短軸において光強度空間分布が異なる、請求項２に記載の発光装置(104)。
【請求項４】
前記光源(148,150)は、前記第１の反射面(128)に対して実質的に垂直な導光板表面(166)に接する、請求項２に記載の発光装置(104)。
【請求項５】
前記光源(148,150)は、前記第１の反射面又は前記第２の反射面(124,126,128,130)に接している、請求項２に記載の発光装置(104)。
【請求項６】
前記第１の反射面(124,128)は、前記主発光面(122,132)に対して０度〜２０度の角度をなす、請求項２に記載の発光装置(104)。
【請求項７】
前記光源(1902)と、前記導光板(1904)の第１の端部との間に配置された光調整器(1906)を更に含む、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項８】
実質的に剛性で熱伝導性の基板(154)を更に含み、該基板(154)上に前記導光板(112,114)が取り付けられる、請求項１に記載の発光装置(104)。
【請求項９】
複数のＬＣＤ素子を有する液晶ディスプレイパネル(102)と、
前記液晶ディスプレイパネル(102)の背面に配置され、該ディスプレイパネルを背後から照らすための、請求項１に記載の発光装置(104)と
からなる液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
実質的に透明な導光板(112)であって、
第１の端部(118)及び第２の端部(120)を有し、該第１の端部(118)は光源(148)から放射された光を受光するように構成され、
前記第１の端部(118)と前記第２の端部(120)の間に延びる第１の反射面(124)と、
前記第１の反射面(124)の実質的に反対側に配置され、前記第１の端部(118)から延びる第２の反射面(126)と、
前記第１の反射面(124)の実質的に反対側に配置され、前記第２の端部(120)から延びる実質的に透明な表面(122)と、
前記第２の反射面(126)に交差し、前記第２の反射面(126)を前記実質的に透明な表面(124)に結合する表面と
を更に有し、前記第１の反射面(124)は前記実質的に透明な表面(122)に対して鋭角をなすように構成される、実質的に透明な導光板(112)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＣＤ等の表示装置に使用される発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は照明としてバックライトが必要なディスプレイである。バックライトは通常、透過面、反射面、及び複数の縁部を有する概ね平坦な導光板からなる。１以上の光源から放射された光は導光板の縁部に入射し、導光板の反射面で反射され、導光板の透過面を通して放射される。光源には、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイのように様々な形のものが使用される。
【０００３】
例えば１以上の導光板の縁部に隣接配置された１以上のＣＣＦＬ又はＬＥＤアレイにより、バックライトの導光板の縁部から光を当てる場合がある。このようなエッジリット型導光板の詳細については、特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００４】
その他に、例えば導光板の反射面の下に配置された１以上のＣＣＦＬ又はＬＥＤアレイにより、バックライトの導光板の底部から光を当てる場合がある。光源から放射された光は一次導光板の下に配置された二次導光板に入射する。二次導波路を出た光は反射され、一次光導波路の１以上の縁部に入射する。このようなボトムリット型導光板の詳細については、特許文献３に開示されている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０１７５６３２Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０１３０８８４Ａ１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／００６１８１４Ａ１号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態において発光装置は、複数の隣り合って重なり合う導光板と、複数の光源とを有する。複数の隣り合って重なり合う導光板は実質的に透明な材料から形成され、各導光板は（１）第１の端部と第２の端部、（２）光を通過させて放射するための１以上の実質的に透明な表面、（３）光を導光板の中へ方向転換させるための１以上の反射面を有する。第１の導光板と第２の導光板が隣り合っている場合、第１の導光板の第１の端部は（Ａ）第２の導光板の第２の端部の下に突出し、且つ（Ｂ）装置の主発光面の反対側に配置される。複数の光源が導光板の第１の端部に光結合され、導光板の内側を照らす。
【０００６】
他の実施形態も開示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１００の正面図である。ＬＣＤ１００は、複数のＬＣＤ素子を有するＬＣＤパネル１０２と、ＬＣＤパネル１０２の背面に配置されたバックライト１０４とを有する。バックライト１０４はＬＣＤパネル１０２を通して光を放射するように配置される。任意選択で、ＬＣＤ１００は、ＬＣＤパネル１０２とバックライト１０４の間に光調整器１０６、１０８、１１０を有する場合がある。光調整器は、１以上の光拡散層（例えば拡散器１０６）、１以上のプリズム層（例えば輝度上昇フィルム（ＢＥＦ）１０８）及び／又は１以上の偏光層（例えば二重輝度上昇フィルム（ＤＢＥＦ）１１０）を含む場合がある。光調整層１０６、１０８、１１０は、素子の形に形成することも、シートの形に形成することも、フィルムの形に形成することもでき、ＬＣＤパネル１０２とバックライト１０４のどちらかに一方に設けてもよいし、両方に設けてもよいし、それらの間に配置してもよい。
【０００８】
図１及び図２に示すように、バックライト１０４は、複数の隣り合って重なり合う導光板１１２、１１４、１１６を有し、各導光板は実質的に透明な材料から形成される。導光板１１２、１１４、１１６の作成に使用可能な透明材料の例には、ガラス、アクリル（例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ））やポリカーボネートがある。ただし、それらに限定はしない。
【０００９】
各導光板１１２、１１４、１１６は、第１の端部１１８及び第２の端部１２０、光（λ）を通過させて放射するための１以上の実質的に透明な表面１２２、並びに、光を導光板１１２の中へ方向転換させるための１以上の反射面１２４、１２６を有する。好ましくは、各導光板１１４の反射面１２８及び１３０は、導光板１１４の主発光面１３２の実質的に反対側に位置する第１の反射面１２８と、隣りの導光板１１２の下に突出し、且つ隣りの導光板１１２に接する第２の反射面１３０とからなる。
【００１０】
図３からよく分かるように、第１の導光板１１４と第２の導光板１１２が隣り合っている場合、第１の導光板１１４の第１の端部１３４は（１）第２の導光板１１２の第２の端部１２０の下に突出し、且つ（２）バックライト１０４の主発光面１２２、１３２の反対側に位置する。
【００１１】
導光板１１２の垂直面１３６、１３８は透明であってもよいし、反射性であってもよい。隣り合う導光板１１２及び１１４の接触面１３８、１４０は透明であることが好ましく、一方の導光板１１２から他方の導光板１１４へ光が通過できるようにすることが望ましい。ただし、これらの隣接する垂直面は反射性であってもよい。バックライト１０４の周囲を画定する垂直面１４２、１４４、１４６は反射性であることが好ましく、バックライト１０４の周囲から光が外に漏れないようにすることが望ましい。ただし、これらの周囲の面１４２、１４４、１４６は透明であってもよい。
【００１２】
バックライト１０４は複数の光源１４８、１５０、１５２を更に有し、光源は導光板１１２、１１４、１１６の第１の端部１１８、１３４に光結合され、導光板１１２、１１４、１１６の内側を直接的又は間接的に照らすように構成される。
【００１３】
図１〜図３に示すバックライト１０４において、導光板１１２、１１４、１１６は基板１５４上に取り付けられている（即ち、基板１５４によって支持されている）。図示のように、基板１５４は、平坦な部品１５６と階段状部品１５８とからなる複数の重なり合う部品により構成される。図４は基板の代替実施形態を示している。この実施形態の場合、基板４００は、複数の同様の部品４０２ａ、４０２ｂから構成される。図５は基板の第２の代替実施形態を示している。この実施形態の場合、基板５００は一体型部品として構成される。
【００１４】
バックライト１０４の基板１５４は種々の材料から作成することができ、例えば、アルミニウムのような金属から作成することができる。基板材料には、実質的に剛性で熱伝導性の構造が得られるようなものを選択することが望ましい。このように、基板１５４は導光板１１２、１１４、１１６を支持する働きをするだけでなく、導光板１１２、１１４、１１６に光が当たることにより発生する熱を発散させるのにも役立つ。熱発散素子（例えばヒートシンク１６０、１６２、１６４が更に必要な場合、それらは、基板１５４の平坦な部品１５６と階段状部品１５８のどちらに結合させてもよく、また、両方に結合させてもよい。
【００１５】
導光板１１２、１１４、１１６は基板１５４上に取り付けられるとともに、接着剤により、接触面１３８、１４０において互いに接合される。代替実施形態において、導光板１１２、１１４、１１６は、基板１５４上に取り付ける代わりとして、接触面１３８、１４０において互いに接合される場合がある。
【００１６】
一方の導光板１１２から他方の導光板１１４へと光を伝搬させることが望ましい場合、接着剤には実質的に透明な接着剤が選択され、導光板１１２、１１４、１１６及び接着剤により、実質的に透明な発光面１２２、１３２が形成されるようにすることが望ましい。代替実施形態において、隣り合う導光板１１２、１１４の接触面１３８、１４０は、それらの端面の一方又は両方を反射面にすることにより（又は、例えば隣接する接触面１３８と１４０の間に反射性の部材又は反射性のフィルムを挿入することにより）、光学的に互いに分離される場合がある。隣り合う端面を１以上の反射面により分離すれば、隣り合う導光板１１２、１１４間の光学的クロストークを軽減することができる。
【００１７】
導光板１１２、１１４、１１６の形やサイズは様々であってよい。導光板１１４の下部突出面１３０、１６６、１６８（即ち、隣りの導光板１１２の下に突出する面）は反射性であることが好ましい。また、導光板の下部突出端１３４の高さ及び幅は、光源１５０から放射された光線が導光板の透明な面１３２に角度θ１で入射するように選択される。ただし、角度θ１は、導光板１１４の媒体と透明な面１３２に触れる媒体（例えば空気）との間の反射の臨界角よりも大きな角度である。例えば、フリントガラスと空気が接する場合、反射の臨界角は約３２度であり、シリコンと空気が接する場合、反射の臨界角は約４５度である。
【００１８】
更なる例示のために、導光板１１２、１１４、１１６の反射の臨界角が約３２度である場合を想定する。その場合、導光板の下部突出端１３４の高さ及び幅は、光源１５０から放射された光線が透明な表面に最大角度θ１で、即ち３２度で当たるように選択される。従って、光源１５０から光を直接放射する場合、導光板１１４内に全反射が発生する。この全反射が存在する状況では、光源１５０から放射される全ての光が、透明な表面１３２を通って屈折される前に、反射面１２８で必ず反射される。このように、（１）導光板１１４の材料、及び（２）反射面１３２の特性により、光は良好に拡散され、及び／又は混色される。大抵の場合、光の拡散や混色を良好にすれば、バックライト１０４は、より均一な色及び輝度のバックライトを生成することが可能になる。
【００１９】
導光板１１２内で光を拡散及び／又は混色するために、反射面１２４、１２６は種々の形に形成される場合がある。例えば、反射面１２４、１２６は、拡散反射面であってもよいし、鏡面反射面であってもよいし、偏光反射面であってもよいし、それらの組み合わせであってもよい。導光板の第１の反射面１２４及び第２の反射面１２６のような種々の反射面は様々な形に形成される場合がある。
【００２０】
一実施形態において、拡散反射面は一様な拡散面（即ち、面のどの点においても実質的に同じ拡散が得られる拡散面）の形に形成される場合がある。他の実施形態において、拡散反射面は、拡散反射面のドットパターンの形に形成される場合がある。後者の場合、ドットパターンを外れた光を導光板１１２の中へ戻すために、ドットパターンの下に鏡面反射層を配置する場合がある。例えば、鏡面反射層は、導光板１１２、１１４、１１６と基板１５４の間に挿入される鏡面シートの形に形成される場合がある。代替実施形態において、鏡面反射層は、導光板１１２、１１４、１１６又は基板１５４に設けられた鏡面コーティング又は鏡面フィルムの形に形成される場合がある。
【００２１】
図３に示すように、各導光板１１２の主透過面１２２と主反射面１２４は、角度θ２をなすように形成される。バックライト１０４の一実施形態において、角度θ２は０度〜２０度の角度である。
【００２２】
図１に示すように、導光板１１２、１１４、１１６の主透過面１２２と１３２は互いに接触し、実質的に連続した発光領域を形成する場合がある。ただし、それらが連続した発光領域を形成する必要はなく、湾曲した発光領域や、凹凸のある発光領域を形成してもよい。場合によっては、主透過面１２２、１３２の形（又はその上のコーティング）は、バックライト１０４から放射される光を更に混合、拡散、又は偏光するのに役立つ場合がある。同様に、導光板１１２の他の面１２４、１２６、１３６、１３８も、それが透光性であるか反射性であるかに関わらず、湾曲していてもよいし、平坦でもよく、それらの組み合わせであってもよい。
【００２３】
バックライト１０４の光源１４８、１５０、１５２は種々の形に形成することができ、ある１つの形に生成してもよいし、他の形と組み合わせた形に形成してもよい。一実施形態において、光源１４８、１５０、１５２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイ６００の形に形成される。図６を参照して欲しい。アレイ６００の各ＬＥＤ（例えば６０２、６０４）は、同じ色であってもよいし、違う色であってもよい。例えば、アレイ６００における全てのＬＥＤ６０２、６０４が白色光を放射する場合がある。あるいは、ＬＥＤアレイ６００は、複数の異なる色のＬＥＤ６０２、６０４を有し、各ＬＥＤが、例えば赤色、緑色又は青色の光を発する場合もある。ＬＥＤアレイ６００が異なる色のＬＥＤ６０２、６０４を有する場合、異なる色のＬＥＤ６０２、６０４の駆動信号を調節することで、ＬＥＤアレイ６００から放射される混合光の色点を調節することができる。
【００２４】
ＬＥＤの一つの適当な組み合わせとして、異なる色のＬＥＤは、波長４５０〜４９０ｎｍの光（青っぽい光）、波長５１０〜５５０ｎｍの光（緑っぽい光）、及び波長６１０〜６５０ｎｍの光（赤っぽい光）を主に放射する場合がある。ＬＥＤの他の適当な組み合わせとして、異なる色のＬＥＤは、波長４５０〜４８０ｎｍの光（青っぽい光）、波長４８０〜５２０ｎｍの光（青緑色の光）、及び波長６１０〜６５０ｎｍの光（赤っぽい光）を放射する場合がある。
【００２５】
一実施形態において、ＬＥＤの光強度空間分布（配光）は、ＬＥＤの光軸を中心として回転対称である。円形の水平断面を有するＬＥＤは、これが普通である。代替実施形態では、図７〜図１０に示すように、ＬＥＤ７００は、楕円形の光強度空間分布を有する場合があり、長軸と短軸において光強度空間分布は異なる場合がある。例えば、図７及び図８に示す楕円型ＬＥＤの長軸及び短軸の光強度を示すグラフ（図９及び図１０）を参照して欲しい。楕円形の光強度空間分布を有するＬＥＤ７００は、ＬＥＤの長軸をバックライト１０４の比較的薄い面に対して実質的に水平な向きに配置し、ＬＥＤの短軸をバックライト１０４の平面に対して実質的に垂直な向きに配置できる場合に有用である。その場合、ＬＥＤ７００は、導光板１１２のより幅の広い「ストリップ（帯状領域）」を照らすことができ、ＬＥＤ間の隙間によって生じる光のバンディング（縞模様）の影響を軽減することができる。また、楕円形の光強度空間分布を有するＬＥＤによれば、アレイ６００に必要とされるＬＥＤの数を減らすことができる場合もある。
【００２６】
バックライトの厚さが薄く、面積が比較的広い場合（例えば、ＬＣＤテレビのバックライトのように）、短軸において２０度〜９０度の視角を有し、長軸において６０度〜１８０度の視角を有する光強度空間分布を有する楕円形ＬＥＤ７００を、重なり合う導光板１１２、１１４、１１６からなるバックライト１０４に設けると有利なことが、実験から分かっている。
【００２７】
バックライト１０４の光源１４８、１５０、１５２は、種々の形に形成することができる。例えば、光源１４８は、電気接点６０８、６１０が形成された基板６０６上に取り付けられたＬＥＤ６０２、６０４のアレイ６００の形に形成される場合がある（例えば、図６に示すように）。ＬＥＤ基板６０６は、導光板１１２のうちの１つと、導光板１１２、１１４、１１６を支持する基板１５４との間に取り付けることができる（例えば、まず、ＬＥＤ基板６０６を導光板１１２に取り付けるか、ＬＥＤ基板６０６を基板１５４に取り付けることにより）。
【００２８】
一実施形態において、ＬＥＤ６０２、６０４を取り付ける基板６０６は、可撓性プリント回路基板（ＦＰＣ）に取り付ける場合がある。他の実施形態において、ＬＥＤ６０２、６０４を取り付ける基板６０４は、メタルコア・プリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）に取り付ける場合がある。後者の場合、ＭＣＰＣＢは、ＬＥＤ基板６０６として機能するだけでなく、導光板１１２、１１４、１１６を取り付ける基板１５４の一部としても機能する。その他に、ＦＰＣのような基板６０６はアルミニウム基板に取り付けられ（接合され）、それらの間に誘電体が挿入される場合もある。
【００２９】
ＬＥＤ６０２、６０４は基板６０６に種々の方法で取り付けることができ、例えば、スルーホールや表面実装のような方法がある。図１１は、スルーホールＬＥＤ１１００を基板１１０２に取り付ける例を示している。図１２及び図１３は、２つの異なる表面実装型ＬＥＤ１２００、１３００を基板１２０２、１３０２に取り付ける例を示している（第１のＬＥＤ１２００はその底面に一対のパッド１２０４、１２０６を有し、第２のＬＥＤ１３００はＬＥＤパッケージの縁部を包み込むようにして縁部の下まで配置された一対の接点１３０４、１３０６を有している）。図１１〜図１３に示したＬＥＤ１１００、１２００、１３００において、ＬＥＤの光軸は基板１１０２、１２０２、１３０２から垂直に延びていることに注意して欲しい。
【００３０】
図１４は、ライトアングル・スルーホールＬＥＤ１４００を基板１４０２に取り付ける例を示している。図示のように、ＬＥＤ１４００は、ＬＥＤ１４００を取り付ける基板１４０２の縁部から突き出るようにして取り付けられる。場合によっては、ＬＥＤ１４００は、導光板１１２にもっと近い位置に、即ち、導光板１１２の中に突き出るようにして取り付けられることもある。図１５及び図１６は、種々のライトアングル・表面実装型ＬＥＤ１５００、１６００を基板１５０２、１６０２に取り付ける例を示している。図１４〜図１６に示したＬＥＤ１４００、１５００、１６００において、ＬＥＤの光軸は基板１４０２、１５０２、１６０２に対して平行に延びている点に注意して欲しい。
【００３１】
図６に示すＬＥＤアレイ６００はＬＥＤ６０２、６０４の行を１つしか有していないが、ＬＥＤアレイ６００はＬＥＤの行を複数有することもでき、アレイ６００を形成するＬＥＤのタイプに応じて光強度や色の一様な（又は一様でない）分散を実現することが望ましい場合、それら複数の行により平行な列を形成したり、異なる行のＬＥＤによりジグザグパターンその他のパターンを形成してもよい。
【００３２】
図１７及び図１８は、パッケージングされたＬＥＤ６０２、６０４を基板６０６に取り付ける代替実施形態を示している。図示のように、複数のＬＥＤチップ１７００、１７０２は基板１７０４に取り付けられ、表面実装及び／又はワイヤボンディング１８００を使用して、基板１７０４上のトレースやパッドに電気接続される。ＬＥＤチップ１７００、１７０２を保護するとともに、レンズを形成するために、ＬＥＤチップ１７００、１７０２の上にはカプセル材料１７０６を配置する場合がある。カプセル材料は種々の製造方法を使用して形成することができ、例えば、グローブトップ、モールディング、キャスティング、真空印刷封止のような方法が使用される。一実施形態において、ＬＥＤチップ１７００、１７０２を取り付ける基板１７０４は、可撓性プリント回路基板（ＦＰＣ）である。他の実施形態において、ＬＥＤチップ１７００、１７０２を取り付ける基板１７０４は、メタルコア・プリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）である。後者の場合、ＭＣＰＣＢはＬＥＤチップ基板１７０４として機能するだけでなく、導光板１１２、１１４、１１６を取り付ける基板１５４の一部としても機能する。その他に、ＦＰＣのような基板１７０４はアルミニウム基板に取り付けられ（接合され）、それらの間に誘電体１７０８が挿入される場合がある。
【００３３】
一実施形態において、ＬＥＤ６０２、６０４又はＬＥＤチップ１７００、１７０２のアレイは、導光板の主反射面１２８に対して実質的に垂直な導光板表面１６６に接合される（例えば、導光板１１４の下部突出部の垂直な端面１６６に取り付けられる）。図３を参照して欲しい。代替又は追加として、ＬＥＤ１４００、１５００、１６００のアレイは、導光板の主反射面１６８に接合される場合もあれば、隣りの導光板１１２の下に突出する反射面１３０に接合される場合もある。ただし、光源１５０はすべて、導光板１１４、１１６の下部突出部に（又は、導光板１１２の一端が重なり合っていない場合は、同様の領域１１８に）配置することが好ましい。
【００３４】
前述のように、１以上の熱発散素子１６０、１６２、１６４をバックライト１０４に結合する場合がある。例えば、熱発散素子１６０、１６２、１６４は、光源１４８、１５０、１５２の近くに取り付けられ、又は、導光板１１２、１１４、１１６の主反射面１２４、１２８の下に取り付けられる。図１〜図３において、熱発散素子１６０、１６２、１６４は、導光板１１２、１１４、１１６を取り付ける基板１５４に結合される。ただし、基板１５４が存在しない場合、熱発散素子１６０、１６２、１６４は、光源１４８、１５０、１５２を取り付ける１以上の基板６００に直接取り付けてもよいし、導光板１１２、１１４、１１６の主反射面１２４、１２８に取り付けてもよい。
【００３５】
熱発散素子１６０、１６２、１６４は、対流と放射によりバックライト１０４から熱を奪い去る。一実施形態において、熱発散素子１６０、１６２、１６４は、エアギャップ１７０によって分離された複数のフィン（羽）を有する。ＬＣＤ１００及びバックライト１０４の使用時にフィン間のエアギャップが重力の方向に対して実質的に一致するような向きにフィンを配置すれば、エアギャップ１７０から熱い空気が立ち昇るとともに、エアギャップ１７０の底部から冷たい空気が引き込まれる。
【００３６】
一実施形態において、バックライト１０４は、バックライト１０４の外縁１４２、１４４、１４６に、又はそれらの外縁に隣接して配置された反射性の素子、フィルム、又はコーティングを有する場合がある。図２を参照して欲しい。その結果、バックライト１０４の外縁１４２、１４４、１４６により光線が屈折されたり、反射により光線がバックライト１０４の中へ戻ることが、防止される。例えば、これらの反射性の素子、フィルム、又はコーティングは、光拡散性又は反射性のものであってよい。
【００３７】
図１９は、光源１９０２から放射された光を導光板１９０４に結合させるための代替構成１９００を示している。この構成は、光源１９０２を導光板１９０４から離して配置し、その間に１以上の光調整器１９０６を配置している点が、図１〜図３の構成とは異なる。例えば、光調整器１９０６は、複数の光拡散層（例えば、素子、シート、又はフィルム）、複数のプリズム層、及び／又は、複数のホログラフィック光拡散層を含む場合がある。場合によっては、光調整器を使用すると、異なる色のＬＥＤから放射された光を予め混合するのに有利なことがある。
【００３８】
図１〜図３及び図１９に示した装置はバックライトを例として記載されているが、この装置は、発光装置を必要とする種々の用途に使用することができる。例えば、ムード照明やタイル状光源も、バックライト１０４と同様に構成することができる。
【００３９】
バックライト１０４は、その構成によっては、他のバックライト手段に比べて種々の利点を有することがある。例えば、バックライト１０４は、ある種のバックライトに比べて、光をバックライトとして放射する表面を多く有することができる（増加した表面はバックライトの表面にわたって分散される）。また、バックライトの周囲からだけでなく、バックライト１０４の内部の位置からも光をバックライトとして放射することができ、バックライトの生成に使用される光源１４８、１５０、１５２には、場合によっては２００ミリワット（ｍＷ）未満の電力しか消費しないＬＥＤのような低消費電力のＬＥＤが使用される場合もある。その結果、光源１４８、１５０、１５２のコストが低減されるだけでなく（１）バックライト表面の長方形領域あたりに消費される電力を低減することができ、（２）バックライトから発生する熱の量を低減することができ、（３）光源の効率を高めることができ、（４）ディスプレイシステムの有機部品又はポリマー部品の寿命をのばすことができる。
【００４０】
また、低消費電力の光源は小型である傾向があるため、光源を正確な中心間距離で配置することも可能になる。様々な色の光（例えば、赤、緑、及び青の光）の混合によるバックライトでは、光源を互いに近づけて配置することができるため、光がバックライトの発光面で屈折される前にそれらの光を完全に混合させることができる可能性が高くなる。
【００４１】
一実施形態において、低消費電力で発熱の少ないバックライト１０４によれば、バックライトを小型に作成したり、熱発散素子を使用せずに作成したりすることが可能となり、その結果、バックライトの実施に必要とされる空間の大きさを縮小することができる。
【００４２】
また、一実施形態において、バックライト１０４によれば、光がバックライトに隣接する媒体（例えば空気）に入射して屈折されるまでに進行しなければならい光路長を短縮できる場合がある。多くの場合、光路長を短くすれば、熱に変換され、バックライト１０４に吸収される光の量を減らすことができる。
【００４３】
本発明の種々の例示的実施形態を以下に列挙する。
１．  発光装置であって、
複数の隣り合って重なり合う実質的に透明な材料から形成された導光板であって、各導光板が(i)第１の端部及び第２の端部、(ii)光を透過させて放射するための１以上の実質的に透明な表面、並びに(iii)光を導光板の中へ方向転換するための１以上の反射面を有し、前記第１の導光板と前記第２の導光板が隣り合っている場合に、前記第１の導光板の第１の端部が、(A)前記第２の導光板の第２の端部の下に突出し、且つ(B)装置の主発光面の反対側に位置するように構成された、複数の導光板と、
前記導光板の第１の端部に光結合され、前記導光板の内側を照らすように構成された複数の光源と
からなる発光装置。
２．前記導光板はそれぞれ、
前記装置の前記主発光面の実質的に反対側に位置する第１の反射面と、
隣りの導光板の下に突出し、該隣りの導光板に接する第２の反射面とを有する、１に記載の発光装置。
３．前記第１の反射面は拡散反射面である、２に記載の発光装置。
４．前記拡散反射面は拡散反射面のドットパターンからなる、３に記載の発光装置。
５．前記拡散反射面のドットパターンの下に配置された鏡面反射層を更に含む、４に記載の発光装置。
６．前記拡散反射面のうちの少なくとも１つは一様な拡散面である、３に記載の発光装置。
７．前記第１の反射面は鏡面反射面である、２に記載の発光装置。
８．前記第１の反射面は偏光反射面である、２に記載の発光装置。
９．前記光源はそれぞれ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む、２に記載の発光装置。
１０．前記ＬＥＤは異なる色のＬＥＤを含む、９に記載の発光装置。
１１．前記ＬＥＤの一部は、光軸を中心として回転対称な光強度空間分布を有する、９に記載の発光装置。
１２．前記ＬＥＤの一部は楕円型の光強度空間分布を有し、長軸と短軸において光強度空間分布が異なる、９に記載の発光装置。
１３．前記楕円型の光強度空間分布は、短軸において２０度〜９０度の視角を有し、長軸において６０度〜１８０度の視角を有する、１２に記載の発光装置。
１４．前記光強度空間分布の短軸は前記第１の反射面に対して実質的に垂直な向きであり、前記光強度空間分布の長軸は前記第１の反射面に対して実質的に平行な向きである、１２に記載の発光装置。
１５．前記ＬＥＤは共通の導光板に光結合され、該共通の導光板上に複数のＬＥＤチップが形成され、該ＬＥＤチップはカプセル材料で覆われている、９に記載の発光装置。
１６．前記ＬＥＤは共通の導光板に光結合され、該共通の導光板は前記ＬＥＤの光軸に対して平行な基板上に取り付けられる、９に記載の発光装置。
１７．前記ＬＥＤは共通の導光板に光結合され、該共通の導光板は前記ＬＥＤの光軸に対して垂直な基板上に取り付けられる、９に記載の発光装置。
１８．前記光源は、前記第１の反射面に対して実質的に垂直な導光板に接合される、２に記載の発光装置。
１９．前記光源は、前記第１の反射面に接合される、２に記載の発光装置。
２０．前記光源は、前記第２の反射面に接合される、２に記載の発光装置。
２１．前記第１の反射面は、前記主発光面に対して０度〜２０度の角度をなす、２に記載の発光装置。
２２．前記光源は、少なくとも幾つかの導光板の２以上の表面に、該導光板の第１の端部において取り付けられる、１に記載の発光装置。
２３．導光板を取り付ける基板と、
前記基板に結合された１以上の熱発散素子と
を更に含む、１に記載の発光装置。
２４．前記光源に結合された複数の熱発散素子を更に含む、１に記載の発光装置。
２５．前記光源と前記導光板の第１の端部との間に配置された光調整器を更に含む、１に記載の発光装置。
２６．前記光調整器の少なくとも１つは光拡散層である、２５に記載の発光装置。
２７．前記光調整器の少なくとも１つはプリズム層である、２５に記載の発光装置。
２８．前記光調整器の少なくとも１つはホログラフィック光拡散層である、２５に記載の発光装置。
２９．前記導光板間を接続する実質的に透明な接着剤を更に含む、１に記載の発光装置。
３０．前記導光板を取り付けるための実質的に剛性で熱伝導性の基板を更に含む、１に記載の発光装置。
３１．前記実質的に剛性で熱伝導性の基板は、複数の重なり合う部品からなる、３０に記載の発光装置。
３２．前記実質的に剛性で熱伝導性の基板の重なり合う部品は、平坦な部品と階段状部品とからなる、３１に記載の発光装置。
３３．前記導光板を取り付ける基板の側面に対向して配置された前記剛性で熱伝導性の基板の側面に結合された１以上の熱発散素子を更に含む、３０に記載の発光素子。
３４．液晶ディスプレイであって、
複数のＬＣＤ素子を有する液晶ディスプレイパネルと、
前記液晶ディスプレイパネルの背面に配置されたバックライトと
を含み、該バックライトは、
複数の隣り合って重なり合う実質的に透明な材料から形成された導光板であって、各導光板が(i)第１の端部及び第２の端部、(ii)光を透過させて放射するための１以上の実質的に透明な表面、並びに(iii)光を導光板の中へ方向転換するための１以上の反射面を有し、前記第１の導光板と前記第２の導光板が隣り合っている場合に、前記第１の導光板の第１の端部が、(A)前記第２の導光板の第２の端部の下に突出し、且つ(B)装置の主発光面の反対側に位置するように構成された、複数の導光板と、
前記導光板の第１の端部に光結合され、前記導光板の内側を照らすように構成された複数の光源と
を含む、液晶ディスプレイ。
３５．前記バックライトと前記ＬＣＤパネルの間に配置された光調整器を更に含む、３４に記載の液晶ディスプレイ。
３６．前記光調整器は１以上の光拡散層を含む、３５に記載の液晶ディスプレイ。
３７．前記光調整器は１以上のプリズム層を含む、３５に記載の液晶ディスプレイ。
３８．前記光調整器は１以上の偏光層を含む、３５に記載の液晶ディスプレイ。
３９．実質的に透明な導光板であって、
第１の端部及び第２の端部を有し、該第１の端部は光源から放射された光を受光するように構成され、
前記第１の端部と前記第２の端部の間に延びる第１の反射面と、
前記第１の反射面の実質的に反対側に配置され、前記第１の端部から延びる第２の反射面と、
前記第１の反射面の実質的に反対側に配置され、前記第２の端部から延びる実質的に透明な表面と、
前記第２の反射面に交差し、前記第２の反射面を前記実質的に透明な表面に結合する表面と
を更に有し、前記第１の反射面は前記実質的に透明な表面に対して鋭角をなすように構成される、実質的に透明な導光板。
【符号の説明】
【００４４】
１０４  バックライト
１１２、１１４、１９０４  導光板
１３２  透明な表面
１２８、１３０  反射面
１４８、１５０、１９０２  光源
１９０６  光調整器
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】液晶ディスプレイの正面図である。
【図２】図１に示すバックライトのい平面図である。
【図３】図１に示す導光板の１つを示す拡大図である。
【図４】図１に示す基板の代替構成を示す図である。
【図５】図１に示す基板の代替構成を示す図である。
【図６】図１〜図３に示す光源の１つを形成するＬＥＤアレイを示す図である。
【図７】楕円型ＬＥＤを示す図である。
【図８】楕円型ＬＥＤを示す図である。
【図９】図７及び図８に示す楕円型ＬＥＤの長軸に沿った光強度を示す図である。
【図１０】図７及び図８に示す楕円型ＬＥＤの短軸に沿った光強度を示す図である。
【図１１】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１２】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１３】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１４】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１５】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１６】ＬＥＤ取り付け構成の一例を示す図である。
【図１７】基板に取り付けられた複数のＬＥＤチップを示す図である。
【図１８】基板に取り付けられた複数のＬＥＤチップを示す図である。
【図１９】光源から放射された光を導光板に結合させるための代替構成を示す図であり、この構成では、光源と導光板の間に光調整器が配置される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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